Файл: Болотин, Б. И. Инженерные методы расчетов устойчивости судовых автоматизированных электростанций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 142
Скачиваний: 0
щих обычно принимаемых в подобных расчетах допущениях:
М& Р и М . = — (ф— Фо)-
Дл
Вэтом случае уравнения (11.57) примут вид:
|
|
|
|
(ф1 — фю)= — Pi, |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
6 1 ' |
|
|
|
|
|
(IV.1) |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~г (Ф2 Ф2 0 ) — — Р 2 , |
|
|
|
||||
|
|
|
|
«2 |
|
|
|
|
|
|
где Рг - |
|
|
|
к |
|
Р2 |
текущие значения |
мощ- |
||
Р |
1 ном |
D |
Р 1 и |
|||||||
ности в |
г |
* 2 ном |
|
|
|
|
ГА в |
кВт; |
||
кВт; Р 1ном |
и |
Р 2ном— номинальная мощность |
||||||||
Фю и Ф20 |
— уставки |
ГА по частоте вращения. |
|
|
|
|||||
Условия параллельной работы ГА могут быть записаны следующим |
||||||||||
образом: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К + |
Р 2 = |
Рх; |
|
|
(IV.2) |
|
|
|
|
|
ф1=ф2 = ф- |
|
|
(IV.3) |
|||
Очевидно, |
что в этом случае частота сети |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
f c — |
I + |
ф- |
|
|
|
|
Разделим |
обе части выражения |
(IV.2) на |
Р 1ном + |
Р 2 ном> |
тогда |
|||||
|
|
D * |
|
D * |
|
D* |
|
(IV.4) |
||
|
|
[ + 7*2 |
|
1+ р* |
|
[ + |
Р-2 |
|||
|
|
|
|
|
|
Далее проведем следующее преобразование этого выражения:
Р |
1 |
ном |
| |
^ 2 |
|
Р |
|
|
Ру |
|
|
|
|
|
* 2НОМ |
|
2* |
. |
(IV.5) |
||||
Р 1 ном Р1 НОМ+ Ръ НОМ |
|
Р2 НОМ Р1 НОМ~\г Р2 НОМ |
Р1 НОМ+ Р%ном |
||||||||
|
|
|
|||||||||
Обозначая |
|
Р1 ном |
|
и . |
|
р 2НОМ |
|
|
|
||
|
|
|
р |
^ |
|
|
|||||
|
|
Р1 НОМ+ |
Р2 НОМ |
А’ |
_1_ р |
2 НОМ |
|
|
|||
|
|
|
*1 |
НОМ 1 * |
|
|
|
||||
и учитывая, |
что |
|
|
|
Ръ |
|
р 2; |
|
|
(IV .6 ) |
Р1 ном
р\
Р |
у , |
получим |
(IV.7) |
k1Pi + ktPi = Ps- |
Умножая оба уравнения системы (IV. 1) соответственно на k ^ И ^ 2 и учитывая условие (IV.3), получаем при сложении уравнений системы
(IV.1) |
|
|
Х (Ф — Фю) + Х ( ф _ Ф20)= — Plkl— P A - |
(IV.8) |
|
Oj |
0 2 |
|
163
Тогда с учетом (IV.7) |
|
|
U i s j |
— Р s + — ф10+ — фго- |
(IV .9 ) |
S T 6 XТ1° |
|
После простых преобразований получим зависимость отклонения ча стоты ф от суммарной нагрузки Р ^ :
|
|
ki |
. |
k% |
Ф20 |
|
|
— Ф10 + — |
|||
Ф = |
gl |
°i |
|
о2 |
(IV. 10) |
1 g 2 |
*1 |
*2 |
|
||
|
|
||||
|
61 |
6 2 |
|
'ST |
|
В случае равных наклонов статических характеристик (бх = б 2 = 6 ) |
|||||
разнотипных первичных двигателей (k1 |
Ф k 2), |
получим |
ф = —В^б-р^хфю + ^гфго- |
(IV.. 11) |
|
Заметим, что k x + k 2 = 1. |
|
|
При однотипных первичных двигателях k1 = kz = — |
(IV. 12) |
|
ф = — Р ^ - |
Ф10+ Ф20 |
(IV.13) |
|
Зависимость распределения активных мощностей параллельно ра ботающих ГА со статическими регуляторами скорости от режимных па
раметров ГА. Подставив |
значение ф из выражения (IV. 10) в (IV. 1), |
||
можно определить значение Р х и Р 2 при данной |
фиксированной час |
||
тоте сети. После несложных преобразований эти |
зависимости будут |
||
иметь следующий вид: |
Pl,^2 |
(фзо фю) . |
|
р _ |
|
||
|
&А-1- ^2^1 |
&Х6 2 “Ь ^2^1 |
(IV. 14) |
|
Pz бх |
^1 (Фю — Ф20) |
|
|
|
||
|
&Х6 2 ~"Ь ^2^1 |
^1^2 4“ ^2^1 |
|
При бх = б 3 = б и однотипных первичных двигателях (kx = к г |
|||
= —) получим: |
|
|
|
Pi = 7 V |
Ф20 — Фн> . |
|
|
26 |
(IV. 15) |
||
|
|||
|
Ф10 ~ Фго |
||
|
|
||
|
26 |
|
При совмещенных характеристиках (т. е. при равных уставках по ча
стоте вращения фхо = Ф2о) |
|
Р1 = Р2 = Р%, |
(IV. 16) |
т. е. нагрузка каждого агрегата в собственных относительных едини
цах Pi- И Р о равна суммарной нагрузке станции,
отнесенной к суммарной номинальной нагрузке P s =
Р1 ,
164
Найдем далее степень неравномерности распределения активной нагрузки ДР х и А Р2.
В соответствии с известной формулой при параллельной работе двух разнотипных агрегатов
А Р . - |
Р \ + |
Р*2 |
|
|
Р 1 НОМ~h Р 2 НОМ |
(IV. 17) |
|||
Р 1 ном |
||||
р * |
Р*1 + |
Р*2 |
|
|
Д р л ~ |
|
|||
Р 2 НОМ |
Р 1 НОМ~\~ Р 2 НОМ |
|
||
Учитывая соотношения (IV.6 ), получаем |
|
|||
А Р i = |
Р 1— Р s', |
| |
(IV. 18) |
|
AP2= |
P 2 - P S- |
I |
||
|
Подставляя в (IV. 18) значения Р г и Р 2 из (IV. 14), после преобра зований получаем
АLATР ,1- |
k j> S ( « ,- « ! ) |
^2 (фго — Фю) |
|
|
£ А -Ь ^26i |
k±62 ^2^1 |
(IV .19) |
||
|
||||
д Р „_ k\Р 2 А — б2) |
^ 1 (Фю — Фго) |
|||
|
||||
|
М г -f M i |
& А "Г |
|
|
(При преобразовании необходимо учитывать, что |
+ k 2 — 1.) |
|||
Первые члены выражений (IV. 19) |
обусловлены |
неодинаковостью |
статизмов и возрастают с увеличением P s , при одинаковых статизмах ГА 6 2 = 6 2 = б они обращаются в нуль. Тогда
A P i — — (ф2 0 — Фм) —■',
(IV.20)
АР2 = (ф20 — фю) ~г ■
о
ДР
Вэтом случае отношение — 1 будет равно
ЛР2
AP i |
_ ^2 _ Р 2 НОМ |
(IV.21) |
|
АР, |
k-l P i НОМ |
||
|
т. е. обратно пропорционально номинальным мощностям. Заметим,
что в абсолютных единицах (кВт) АР* = АР*2.
Аналогичный результат может быть получен непосредственно из структурной схемы, представленной на рис. III.23 после преобразо вания ее для установившегося режима (при р = 0 ).
Зависимость отклонения частоты параллельно работающих Г А с комбинированными СА Р частоты вращения, в которых используются датчики мощности с нормализованным выходом, от режимных пара метров и параметров ГА . В настоящее время большинство выявительных схем мощности комбинированных САР частоты вращения имеют датчики мощности, в составе которых используются стандартные трансформаторы тока с нормализованным выходом (обычно 5А для всего ряда мощностей). В этом случае выходной сигнал выявительной
165
схемы одинаков при равной в процентном отношении нагрузке ГА не зависимо от его номинальной мощности. Таким образом, независимо от соотношения мощностей параллельно работающих ГА при пропор циональном распределении нагрузок на каждом из датчиков мощно сти образуется один и тот же сигнал.
Структурная схема включения выявителей мощности с нормали зованным выходом представлена на рис. IV. 1.
Сигнал, пропорциональный суммарной нагрузке, формируется в уравнительных связях путем сложения сигналов, пропорциональ ных собственной мощности каждого ГА.
При этом для идеального воспроизведения сигнала должны выпол няться условия:
Р 1 ном *^д. а. м1 ^*2 ном^д. а. м2 или ^Д- а. Ml |
2 НОМ |
(IV. 22) |
||
|
|
^•лд. а. М2 |
р 1ном |
|
^д. а. м !к э- г п1 |
_ h |
Ь |
1, |
(IV.23) |
— ^д. а. м2 п,э- г- п2 = |
Рис. IV. 1. |
Структурная |
схема |
включения выявителей |
|
мощности с нормализованным выходом |
|
|||
где kR а м — коэффициент передачи |
датчика активной |
мощности; |
||
&э.г. п— коэффициент |
передачи |
электрогидравлического |
преобразо |
|
вателя . |
|
|
|
|
В данном случае для канала по нагрузке регулятора скорости каж дого агрегата может быть написано следующее равенство (например, для первого агрегата)
^ДВ.= |
PA . * - « l + Plk |
Д- а. м2 |
гэ- г. п1 > |
(IV.24) |
|
|
1 |
|
где Р\\ Р\ — электромагнитные мощности ГА, кВт; Р*дв i — мощность, развиваемая первичным двигателем, кВт:
Учитывая условия (IV.22) и (IV.23), выражение (IV.24) можно пре образовать следующим образом:
Р k |
|
3 |
д- а. м1 |
|
||
* 1 |
д. а. м1 |
|
__ |
|||
дв! : |
|
|
2 ном |
|
и |
|
|
|
|
|
л э.г. п1 — |
||
^д. а. м!^э- г. nlPl I |
|
|
Р 2 ном I |
р |
Р 1 - |
(IV.25) |
|
2 |
/ |
’ ' |
1 ном |
||
|
|
|
|
|
|
166
или выражая (IV.25) в относительных единицах, получаем
Р дв1 |
_ Pl + Pt . |
|
Pl^HOM |
2 |
(IV.26) |
^к& |
Pi ~Ь Pj |
|
Р2 НОМ |
2 |
|
При неидеальном воспроизведении сигнала условие (IV.23) не вы
полняется. Тогда, обозначив |
|
|
|
^д.а.мЛ. г.п1 = |
^ 1 ^ Ь |
(IV.27) |
|
^д. а. м2^э. г. п2 = |
^2 7^ Ь |
(IV.28) |
|
можно написать |
|
|
|
^Дв1 __ ^ |
Pi + Pj . |
(IV.29) |
|
Р l^HOM |
|
2 |
|
^Дв2 _ ^ |
Pi + Pj |
|
|
Рг ном |
|
2 |
|
Таким образом, при данной схеме уравнительных связей по актив ной мощности формируется сигнал, равный (IV.26) или пропорцио нальный (IV.28) полусумме относительных мощностей ГА. Этот сиг нал, поступая на исполнительные элементы регуляторов скорости ГА, образует дополнительный момент, равный при точном воспроизведе
нии сигнала |
по нагрузке Pi + P2 , а |
при |
неточном воспроизведении |
|
Ь Pi + P2 где Ъ |
2 |
|
|
|
в зависимости от точности воспроизведения. |
||||
Уравнения |
статических характеристик |
при Ьг = 6 2 = 1 могут |
||
быть записаны следующим образом: |
|
|
||
|
|
г-(ф — Фю)= — P i + — |
|
|
|
|
Oj |
2 |
(IV.30) |
|
|
тЧф —Фао)= — Ра+ —'~ |
||
|
|
о2 |
2 |
|
Для определения отклонения частоты ср, устанавливающейся при параллельной работе ГА, необходимо решить оба уравнения (IV.29) или (IV.30). Однако в этих уравнениях каждая из мощностей Р г и Р 2 выражена в своих относительных единицах, т. е.
* 1 |
; |
(IV.31) |
ном |
|
|
Р* = ~ |
- ' |
(IV.32) |
* 2 ном
Приведем оба уравнения к одним относительным единицам. В качестве
базовой |
мощности примем |
сумму номинальных |
мощностей. |
Тогда, |
умножив |
первое уравнение |
системы (IV.30)на |
D |
, |
k±= ------------- |
||||
|
|
|
Р 1 Н О М 4 “ Р |
2 Н О М |
167